Curvas características de I/V de semiconductores con la herramienta de barrido de Rohde & Schwarz

Su misión

La tecnología de semiconductores, como p. ej. los diodos, los diodos emisores de luz (LED) y las células fotoeléctricas evoluciona de forma imparable. Entender las características de los semiconductores es fundamental. Combinando la corriente (I) y la tensión (V) en una curva I/V se obtiene una herramienta de uso común para determinar las características esenciales de componentes o dispositivos en un circuito electrónico. Puesto que hay muchos dispositivos electrónicos, en una curva I/V se puede representar un número ilimitado de parámetros. A continuación exponemos tres ejemplos.

Curva I/V de un diodo

Los diodos solo admiten que la corriente fluya en una dirección. El flujo se representa como una curva I/V no lineal que refleja las uniones PN de semiconductores.

Curva I/V de una célula fotoeléctrica

Las células fotoeléctricas aprovechan la luz solar para producir electricidad. En la oscuridad, una célula solar es básicamente un diodo. La curva I/V de una célula fotoeléctrica en un día soleado revela características importantes, como el punto de potencia máximo, la tensión en circuito abierto y la corriente de cortocircuito.

Curva I/V de LED

Los LED son diodos con uniones PN. La curva I/V de un LED es similar a un diodo, pero con otra información importante sobre el impacto de la banda prohibida en la tensión directa y los semiconductores en el color del LED.

Solución Rohde & Schwarz

Las unidades de medida de fuente R&S®NGU401/NGU201 pueden medir con precisión la corriente en un rango desde por debajo de los microamperios hasta los amperios. Una herramienta de barrido pone a disposición estas unidades de medida de fuente y genera un barrido de tensión o de corriente utilizando la función arbitraria del instrumento. Cada 2 μs, la función de registro rápido de la SMU captura los valores de tensión y corriente para cada paso del barrido y traza los resultados en una curva I/V.

Cursores y multitraza

El diagrama I/V representado tiene dos cursores (X y O) por cada traza. El diagrama puede tener un máximo de 10 trazas con diferentes colores y cursores. Las etiquetas se pueden activar y desactivar, junto a cada cursor, lo cual se realiza cómodamente al mover un cursor a lo largo de una traza para leer los valores. Los valores del cursor x e y también se pueden leer en la banda de valores situada en el margen derecho del diagrama, donde también se visualizan los valores x e y de ambos cursores para todas las trazas.

Temporización configurable

La función arbitraria (QuickArb) de las fuentes de alimentación de CC Rohde & Schwarz permite especificar ajustes de tensión y corriente de fuente variables a modo de función de tiempo. Los pares de valores de tensión y corriente se guardan conjuntamente con un tiempo de permanencia.

Las configuraciones de temporización se pueden realizar en la pestaña de barrido, incluido el tiempo de establecimiento para el paso de barrido, el retardo previo y la apertura. La resolución temporal también se puede ajustar para determinar la frecuencia de muestreo del registro rápido para una adquisición.

Supresión de zumbido

El zumbido se puede suprimir cuando un terminal bajo está puesto a tierra. La R&S®NGU incluye un cómodo jumper para conectar el segundo terminal a baja presión y el terminal de tierra al panel frontal. Una opción de la herramienta de barrido puede sincronizar el tiempo de adquisición a un múltiple entero de la frecuencia de la red para reducir aún más el zumbido en los resultados.

Resumen

Las unidades de medida de fuente R&S®NGU son una solución de precisión y de fácil manejo para medir, registrar y analizar con exactitud características eléctricas. La herramienta de barrido, la función arbitraria y el registro rápido hacen posible la ejecución de barridos precisos de I/V con la R&S®NGU. La herramienta de barrido también se puede utilizar con fuentes de alimentación de CC (R&S®NGM201/NGM202).